基于AAO模板的ZnO基一維納米線陣列的合成、表征與性能.pdf

1、一維納米材料及其有序陣列體系由于其新穎的物理、化學(xué)性質(zhì)以及在許多領(lǐng)域所展示的潛在應(yīng)用前景已成為當(dāng)今納米材料的前沿和熱點(diǎn)。陽極氧化鋁膜不僅制備工藝簡單，而且具有孔徑分布均勻、孔密度高、孔洞之間互相不連通，取向單一的特點(diǎn)，并且可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整孔徑大小和孔深，是模板的良好選擇之一。近年來，以多孔陽極氧化鋁為模板合成一維納米結(jié)構(gòu)材料受到了人們的關(guān)注，并獲得了深入的研究。電化學(xué)沉積工藝作為一種傳統(tǒng)的材料制備方法，也具有很多優(yōu)點(diǎn)：①工藝簡單，容

2、易控制金屬離子的沉積量，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；②可以制備多種納米材料，如：金屬、合金、半導(dǎo)體等；⑧所制備的納米線陣列的致密度高；④污染性小，且不需要復(fù)雜的后處理過程。將陽極氧化鋁模板和電化學(xué)沉積技術(shù)結(jié)合，是制備納米線陣列材料的一種很好的方法。 本文的主要研究結(jié)果如下： 1．利用二次陽極氧化法在0.3M草酸電解液和1.2M硫酸電解液中成功制備出不同孔徑、高度有序的多孔氧化鋁模板，并用SEMR寸模板的形貌進(jìn)行了表征，為接下來的

3、電化學(xué)沉積過程奠定了基礎(chǔ)。 2．在室溫下，采用直流電化學(xué)沉積的方法，在氧化鋁模板孔洞中合成了致密的Zn納米線陣列，采用不同的溫度和時間對其進(jìn)行氧化，最終獲得了高質(zhì)量的多晶ZnO納米線陣列。用SEM、XRD對ZnO納米線陣列的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，用UV-Vis證明獲得的ZnO納米線的帶寬與塊體ZnO一致。 3．首先采用電化學(xué)共沉積的方法在氧化鋁模板中制備了Zn-Fe合金的納米線陣列，然后將其在450℃的空氣中保溫35h，最終獲得

4、了高濃度的Fe摻雜的．ZnO納米線陣列。通過SEM、XRD、HRTEM、ED和EDS對其形貌、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行了表征和分析，得知完全氧化的ZnO納米線中Fe的原子比為22％。用SQUID測試了試樣的磁學(xué)性能，結(jié)果表明Fe摻雜的ZnO納米線陣列在室溫下具有明顯的鐵磁各項(xiàng)向異性。 4．用電化學(xué)共沉積的方法在氧化鋁模板中制備Zn-Co、Zn-Ni合金。將Zn-Co試樣在350℃/48h的氧化條件下進(jìn)行退火氧化，成功得到Co摻雜的Zn